説明

非感光性樹脂組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有するタッチパネル用素子

【課題】高透明性、高耐薬品性と、透明電極に対する高い密着性を併せ持つタッチパネル用非感光性組成物を提供する。
【解決手段】(a) カルボキシル基含有ポリシロキサン、(b)沸点が大気圧下180℃以上でかつ、溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤を含有することを特徴とする非感光性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タッチパネルの透明電極間の絶縁膜や保護膜、液晶表示素子や有機EL表示素子などの薄膜トランジスタ(TFT)基板用平坦化膜、それから形成された硬化膜、およびその硬化膜を有する素子に関する。
【背景技術】
【0002】
ディスプレイの前面に配置され、ディスプレイ一体型の入力装置としてのタッチパネルは、その使い勝手のよさから広く利用されている。このタッチパネルの方式には各種あり、光学式、超音波方式、抵抗膜方式、静電容量結合方式等が知られている(特許文献1、2参照)。タッチパネルの透明電極間には絶縁膜が介在し、この絶縁膜の透過率が低いと、タッチパネルの透明性が低下し、表示精度が損なわれる(特許文献3参照)。そのためこの絶縁膜には透明性が高く、基板の高温処理によっても透明性が低下することのない絶縁性組成物が求められている。
【0003】
一方、高耐熱性、高耐薬品性、低誘電性といった特性を有する他の材料として、ポリシロキサンとアクリルモノマー、感光剤を組み合わせた材料が知られている(特許文献4参照)が、これらは、高価な露光機や現像装置等、莫大な設備投資がかかるため、各種印刷技術による絶縁膜の形成が提案されている(特許文献5参照)。しかしながら、印刷法で透明電極(ITO;IndIum TIn OxIde)がパターニングされた下地ガラス基板に絶縁膜を形成する場合、印刷する脂組成物が下地ガラスとITO透明電極において濡れ性が異なるため、適切なパターンを有する絶縁膜を形成できない問題があった。それ故、ITO透明電極がパターニングされた下地ガラス基板に等しく印刷可能でかつ、硬化熱処理後において、下地ガラス基板とITO透明電極上にまたがってパターンを形成した場合(ブリッジした場合)でも、絶縁膜のパターン寸法変化がない印刷用樹脂組成物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−48625号公報
【特許文献2】実開2006−11523号公報
【特許文献3】実開平5−43124号公報
【特許文献4】国際公開2010/061744号パンフレット
【特許文献5】特開2010−267223号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、高透明性、高耐薬品性と、ITO透明電極に対する高い密着性に加えて、下地ガラス基板とITO透明電極に対して、等しく印刷可能でかつ、硬化熱処理後において、下地ガラス基板とITO透明電極上にまたがってパターンを形成した場合でも、絶縁膜のパターン寸法変化が極めて小さい特性を併せ持つ非感光性樹脂組成物を提供する。また、本発明の別の目的は、上記の非感光性樹脂組成物から形成されたタッチパネルの透明電極間の絶縁膜や保護膜、およびその硬化膜を有する表示素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち(a) カルボキシル基含有ポリシロキサン、(b)沸点が大気圧下180℃以上でかつ、溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤を含有することを特徴とするタッチパネル向け非感光性樹脂組成物である。
【発明の効果】
【0007】
本発明の非感光性樹脂組成物は高透明性、高耐薬品性の特性を有し、ITO透明電極に対する高い密着性に加えて、下地ガラス基板とITO透明電極に対して等しく印刷可能でかつ、硬化熱処理後において、下地ガラス基板とITO透明電極上にブリッジするように形成した場合、絶縁膜のパターン寸法変化が極めて小さくなる。得られた硬化膜は、タッチパネル用絶縁膜、カラーフィルタ用オーバーコートとして好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】タッチパネル素子の一例を示す概略断面図。
【図2】タッチパネル素子の一例を示す概略上面図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の非感光性樹脂組成物は、(a) カルボキシル基含有ポリシロキサン、(b)沸点が大気圧下180℃以上でかつ、溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤を含有する。
【0010】
本発明の非感光性樹脂組成物は、(a)ポリシロキサン中にカルボキシル基を有することにより、ポリシロキサン中のシラノールの縮合触媒となり、低温下で架橋反応をする事が可能となり、得られる硬化膜の架橋密度が向上するため、硬化熱処理時の樹脂組成物の流動を少なく抑えることが可能となる。すなわち、下地基板の材質の表面濡れ性(特にポリシロキサンに対する濡れ性)の影響を受けにくく、パターン寸法の変化を小さく抑えることが可能となる。
【0011】
加えて、(b)の溶剤と組み合わせることでのみ、下地ガラス基板とITO透明電極上にブリッジするように本発明の樹脂組成物を印刷塗布した場合、下地基板の材質の表面濡れ性(特に溶剤に対する濡れ性)の影響を受けにくく、均一に印刷塗布する事が可能となる。一方、カルボキシル基が無いポリシロキサンの場合、(b)の溶剤と組み合わせると、下地ガラス基板とITO透明電極上にブリッジするように均一に印刷塗布する事が出来るが、硬化熱処理時、下地基板の濡れ性の違いに応じて、ポリシロキサンの流動量の違いが発生し、均一なパターンを有する硬化膜を得ることが出来ない。
【0012】
また、(b)の溶剤と異なる溶剤を用いた場合、たとえ、カルボキシル基を有するポリシロキサンと組み合わせても、下地ガラス基板とITO透明電極上にブリッジするように均一に印刷塗布する事が出来ず、それ故、均一なパターンを有する硬化膜を得ることが出来ない。下地ガラス基板とITO透明電極上にブリッジにおいて、硬化膜パターンの寸法変化が大きい場合、タッチパネル用絶縁膜を形成することが出来ない。
【0013】
以下、本発明の非感光性樹脂組成物の各構成成分について説明する。
本発明の非感光性樹脂組成物は、(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンを有する重合体を含有する。
【0014】
(a)カルボキシル基含有ポリシロキサン中のカルボキシル基の含有量は、Si原子1モルに対して0.1モル以上が好ましく、より好ましくは0.2モル以上である。また、0.7モル以下が好ましい。0.1モルより少ない場合、ポリシロキサン中のシラノールの縮合触媒となる効果が小さくなり、低温下で架橋反応が促進されず、硬化熱処理時の樹脂組成物の流動を少なく抑えることができなくなる。0.7モルより多い場合、室温保存時に置いても、ポリシロキサン中のシラノールの縮合触媒となる効果が大きくなり、樹脂組成物とした場合の保存安定性が極めて悪くなる。
【0015】
ポリシロキサン中のカルボキシル基の含有量は、例えば、ポリシロキサンの29Si−核磁気共鳴スペクトルを測定し、カルボキシル基が結合したSIのピーク面積とカルボキシル基が結合していないSIのピーク面積の比から求めることができる。また、Siとカルボキシル基が直接結合していない場合、H−核磁気共鳴スペクトルよりカルボキシル基由来のピークとシラノールを除くその他のピークとの積分比からポリシロキサン全体のカルボキシル基含有量を算出し、前述の29Si−核磁気共鳴スペクトルの結果と合わせて間接的に結合しているカルボキシル基の含有量を算出する。
【0016】
本発明の非感光性樹脂組成物に用いられる(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は、硬化熱処理時のポリシロキサンの流動性を考慮した場合、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算で、
より好ましくは4,000以上である。また、好ましくは15000以下、さらに好ましくは10000以下である。
【0017】
Mwを上記範囲とすることで、硬化熱処理時のポリシロキサンの流動性を下地ガラス基板とITO透明電極上で制御する事が可能となり、良好な硬化膜パターンが形成できる。重量平均分子量が4,000より小さい場合、硬化熱処理時、下地基板の塗れ性の違いに応じて、ポリシロキサンの流動量の違いが発生し、均一なパターンを有する硬化膜を得ることが出来ない。重量平均分子量が15000より大きい場合、(b)の溶剤に溶解させた場合、樹脂組成物とした場合の保存安定性が極めて悪くなる。
【0018】
本発明の非感光性樹脂組成物において、(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンの含有量は、所望の膜厚や印刷方法により任意に選ぶことができるが、非感光性樹脂組成物中15重量%〜55重量%が好ましい。(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンの含有量が、非感光性樹脂組成物中15重量%よりも少ないと塗布時の印刷性が不良となり、55重量%よりも多いと樹脂組成物の保存安定性が不良となる。
【0019】
発明の非感光性樹脂組成物に用いられる(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンは、例えば、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物基を有するオルガノシラン化合物を有するオルガノシラン化合物を含むオルガノシラン化合物を加水分解し、該加水分解物を縮合して得られる。
【0020】
(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンを構成する、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物基を有するオルガノシラン化合物について、具体的に説明する。
【0021】
カルボキシル基を有するオルガノシラン化合物としては、例えば、下記一般式(1)で表されるウレア基含有オルガノシラン化合物または下記一般式(2)で表されるウレタン基含有オルガノシラン化合物が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
【0022】
【化1】

【0023】
上記式中、R、RおよびRは、炭素数1〜20の2価の有機基を表す。Rは、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表す。R〜Rは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、R〜Rのうち、少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアルキルカルボニルオキシ基である。
【0024】
上記一般式(1)〜(2)におけるRおよびRの好ましい例としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、フェニレン基、−CH−C−CH−、−CH−C−などの炭化水素基が挙げられる。これらの中でも、耐熱性の観点から、フェニレン基、−CH−C−CH−、−CH−C−などの芳香族環を有する炭化水素基が好ましい。
【0025】
上記一般式(2)におけるRは、反応性の観点から、水素またはメチル基が好ましい。
上記一般式(1)〜(2)におけるRの具体例としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基などの炭化水素基や、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシn−ブチレン基、オキシn−ペンチレン基などが挙げられる。これらの中でも、合成の容易性の観点から、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシn−ブチレン基が好ましい。
【0026】
上記一般式(1)〜(2)におけるR〜Rのうち、アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基などが挙げられる。合成の容易性の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。また、アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基などが挙げられる。合成の容易性の観点から、メトキシ基またはエトキシ基が好ましい。また、置換体の置換基としては、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。具体的には、1−メトキシプロピル基、メトキシエトキシ基などが挙げられる。
【0027】
上記一般式(1)で表されるウレア基含有オルガノシラン化合物は、下記一般式(3)で表されるアミノカルボン酸化合物と、下記一般式(5)で表されるイソシアネート基含有オルガノシラン化合物から、公知のウレア化反応により得ることができる。また、上記一般式(2)で表されるウレタン基含有オルガノシラン化合物は、下記一般式(4)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物と、下記一般式(5)で表されるイソシアネート基を有するオルガノシラン化合物から、公知のウレタン化反応により得ることができる。
【0028】
【化2】

【0029】
上記式中、R、RおよびRは、炭素数1〜20の2価の有機基を表す。Rは、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表す。R〜Rは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、R〜Rのうち、少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアルキルカルボニルオキシ基である。R〜Rの好ましい例は、一般式(1)〜(2)におけるR〜Rについて先に説明したとおりである。
【0030】
カルボキシル基を有するオルガノシラン化合物のその他の具体例としては、一般式(6)に表される化合物が挙げられる。
【0031】
【化3】

【0032】
上記式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、複数のRのうち、少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアルキルカルボニルオキシ基である。nは1〜3の整数を表す。mは2〜20の整数を表す。
【0033】
ジカルボン酸無水物基を有するオルガノシラン化合物の具体例としては、下記一般式(7)〜(9)のいずれかで表されるオルガノシラン化合物が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
【0034】
【化4】

【0035】
上記式中、R〜R11、R13〜R15およびR17〜R19は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、R〜R11、R13〜R15、R17〜R19のうち、各々少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアルキルカルボニルオキシ基である。R12、R16およびR20は、単結合、または、鎖状脂肪族炭化水素基、環状脂肪族炭化水素基、カルボニル基、エーテル基、エステル基、アミド基、芳香族基、もしくはこれらのいずれかを有する2価の基を表す。これらの基は置換されていてもよい。hおよびlは0〜3の整数を表す。
【0036】
12、R16およびR20の具体例としては、−C−、−C−、−C−、−O−、−COCHCH(OH)CHC−、−CO−、−CO−、−CONH−、以下に示す有機基などが挙げられる。
【0037】
【化5】

【0038】
上記一般式(7)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリエトキシシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリフェノキシシリルプロピルコハク酸無水物などが挙げられる。上記一般式(8)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物などが挙げられる。上記一般式(9)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシシリルプロピルフタル酸無水物などが挙げられる。
【0039】
本発明の非感光性樹脂組成物に用いられる(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンが、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物基を有するオルガノシラン化合物を含むオルガノシラン化合物を後述する金属化合物粒子存在下で加水分解し、該加水分解物を縮合して得られるものであると、硬化膜の硬度、耐擦傷性、耐クラック性がより向上する。金属化合物粒子存在下でポリシロキサンの重合を行うことで、ポリシロキサンの少なくとも一部に金属化合物粒子との化学的結合(共有結合)が生じ、金属化合物粒子が均一に分散して塗液の保存安定性や硬化膜の均質性が向上するためと考えられる。また、金属化合物粒子の種類により、得られる硬化膜の屈折率を調整することができる。なお、金属化合物粒子としては、後述の(c)金属化合物粒子として例示するものを用いることができる。
【0040】
本発明の非感光性樹脂組成物に用いられる(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンは、(メタ)アクリロイル基を含有してもよい。(メタ)アクリロイル基を有することにより、硬化膜の耐擦傷性(硬度)がより向上する。(メタ)アクリロイル基を有するポリシロキサンは、(メタ)アクリロイル基を有するオルガノシラン化合物を含むオルガノシラン化合物を加水分解し、該加水分解物を縮合することにより得られる。本発明における(a)成分のポリシロキサンはカルボキシル基を有するものであるから、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物基を有するオルガノシラン化合物と(メタ)アクリロイル基を有するオルガノシラン化合物、必要により他のオルガノシラン化合物を加水分解し、該加水分解物を縮合することが好ましい。
【0041】
本発明のポリシロキサン中の(メタ)アクリロイル基の含有量は、Si原子1モルに対して0.05モル以上が好ましく、0.1モル以上がより好ましい。また、0.8モル以下が好ましく、0.6モル以下がより好ましい。上記範囲であれば硬度、耐擦傷性と耐クラック性をより高いレベルで両立する硬化膜が得られる。
【0042】
ポリシロキサン中の(メタ)アクリロイル基の含有量は、例えば、得られたポリマーの熱重量分析(TGA)を、大気下で900℃まで行い、灰分がSiOであることを赤外線吸光分析にて確認してから、その重量減少率からポリマー1gあたりのSi原子のモル数を算出したのち、ヨウ素価を測定することで算出することができる。
【0043】
(メタ)アクリロイル基を有するオルガノシラン化合物の具体例としては、γ−アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリロイルプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらのうち、硬化膜の硬度やパターン加工時の感度をより向上させる観点から、γ−アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルトリエトキシシランが好ましい。
【0044】
本発明の非感光性樹脂組成物に用いられる(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンは、上記オルガノシラン化合物に加えて、他のオルガノシラン化合物を用いて合成してもよい。
【0045】
他のオルガノシラン化合物の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ(メトキシエトキシ)シラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ(メトキシエトキシ)シラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、4−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、4−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジ(メトキシエトキシ)シラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロプロピルトリメトキシシラン、パーフルオロプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロペンチルトリメトキシシラン、パーフルオロペンチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリプロポキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリイソプロポキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン、ビス(トリフルオロメチル)ジメトキシシラン、ビス(トリフルオロプロピル)ジメトキシシラン、ビス(トリフルオロプロピル)ジエトキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジエトキシシラン、トリフルオロプロピルエチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルエチルジエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどが挙げられる。これらのうち、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランが特に好ましく用いられる。これらを2種以上使用してもよい。
【0046】
本発明の非感光性樹脂組成物に用いられる(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンはオルガノシラン化合物を加水分解した後、該加水分解物を溶媒の存在下、あるいは無溶媒で縮合反応させることによって得ることができる。
【0047】
加水分解反応の各種条件、例えば酸濃度、反応温度、反応時間などは、反応スケール、反応容器の大きさ、形状などを考慮して適宜設定することができるが、例えば、溶媒中、オルガノシラン化合物に酸触媒および水を1〜180分かけて添加した後、室温〜110℃で1〜180分反応させることが好ましい。このような条件で加水分解反応を行うことにより、急激な反応を抑制することができる。反応温度は、より好ましくは30〜130℃である。
【0048】
加水分解反応は、酸触媒の存在下で行うことが好ましい。酸触媒としては、蟻酸、酢酸またはリン酸を含む酸性水溶液が好ましい。これら酸触媒の好ましい含有量は、加水分解反応時に使用される全オルガノシラン化合物100重量部に対して、好ましくは0.1重量部〜5重量部である。酸触媒の量を上記範囲とすることで、加水分解反応が必要かつ十分に進行するよう容易に制御できる。
【0049】
オルガノシラン化合物の加水分解反応によりシラノール化合物を得た後、反応液をそのまま50℃以上、溶媒の沸点以下で1〜100時間加熱し、縮合反応を行うことが好ましい。また、ポリシロキサンの重合度を上げるために、再加熱もしくは塩基触媒を添加してもよい。
【0050】
オルガノシラン化合物の加水分解反応および該加水分解物の縮合反応に用いられる溶媒は、特に限定されず、樹脂組成物の安定性、塗れ性、揮発性などを考慮して適宜選択できる。また、溶媒を2種以上組み合わせてもよいし、無溶媒で反応を行ってもよい。溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−2−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノール、1−t−ブトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類;メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのアセテート類;トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。本発明の非感光性樹脂組成物への重合溶媒の持ち込みを考慮した場合、印刷塗布性などの点から、ジアセトンアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなどが好ましく用いられる。
【0051】
加水分解反応によって溶媒が生成する場合には、無溶媒で加水分解させることも可能である。反応終了後に、さらに溶媒を添加することにより、樹脂組成物として適切な濃度に調整することも好ましい。また、目的に応じて加水分解後に、生成アルコールなどを加熱および/または減圧下にて適量を留出、除去し、その後好適な溶媒を添加してもよい。
【0052】
加水分解反応時に使用する溶媒の量は、全オルガノシラン化合物100重量部に対して80重量部以上、500重量部以下が好ましい。溶媒の量を上記範囲とすることで、加水分解反応が必要かつ十分に進行するよう容易に制御できる。
【0053】
また、加水分解反応に用いる水は、イオン交換水が好ましい。水の量は任意に選択可能であるが、Si原子1モルに対して、1.0〜4.0モルの範囲で用いることが好ましい。
【0054】
本発明の非感光性樹脂組成物は、(b)沸点が大気圧下180℃以上でかつ、溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤を含有する。
【0055】
なお、ここでいう溶解性パラメータ(SP値)δ[(cal/cm1/2]は、複
数の物質の相溶性および親和性の指標として用いられるものであり、下記式(I)に表さ
れる式で定義される。
【0056】
δ=(ΔEV/V0)1/2÷2.046[(cal/cm1/2]‥(I)
ただし、ΔEV[10N・m・mol−1]は蒸発熱、V0[m・mol―1]は1molあたりの体積である。二つの物質の溶解性パラメータの差は、その二つの物質が相溶するために必要なエネルギーと密接な関係が有り、溶解性パラメータの差が小さいほど二つの物質が相溶するために必要なエネルギーは小さなものとなる。すなわち、二つの物質が存在した場合、一般に、溶解性パラメータの差が小さいほど、親和性が高く、相溶性が高いものとなる。
【0057】
溶解性パラメータは、実験によって求めることもできるが、計算によって求めることもできる。計算によって溶解性パラメータを求める方法は、いくつか提案されており、例えば、比較的高分量の材料に関しては、Smallの方法(P.A.Small:J.Appl.Chem,3,71(1953))を用いることができる。また、比較的低分子量の材料に関しては、HIldebrandの方法 (J.H.HIldebrand and R.L.Scott:The SolubIlIty of Non−Electrolytes,ACS Monograph SerIes,1950)を用いることができる。これらの方法を用いることにより、溶解性パラメータをより妥当な値として得ることができ、溶解パラメータを求めることが容易なものとなる。
【0058】
本発明の(b)溶剤としては、沸点が大気圧下180℃以上でかつ、溶解度パラメータ(SP値)が10〜20(cal/cm1/2の溶剤が好ましい。沸点が大気圧下180℃未満の溶剤だと印刷中に乾燥し印刷できなくなり、溶解度パラメータ(SP値)が10(cal/cm1/2未満の溶剤だと、下地ガラス基板とITO透明電極上にブリッジするように印刷した場合、塗布時の印刷性が悪く印刷できなくなる。さらに好ましくは、沸点が大気圧下200℃以上でかつ、溶解度パラメータ(SP値)が11(cal/cm1/2以上の溶剤である。好ましい溶剤としては、例えば、エチレングリコール(197℃、14.6(cal/cm3)1/2)、ジメチルスルホキシド(189℃、14.5(cal/cm3)1/2)、プロピレングリコール(187℃、12.6(cal/cm3)1/2)、グリセロール(182℃、16.5(cal/cm3)1/2)フタル酸ジエチル(298℃、10.0(cal/cm3)1/2)、フタル酸ジメチル(282℃、10.8(cal/cm3)1/2)、トリアセチン(260℃、10.2(cal/cm3)1/2)、ジフェニルエーテル(259℃、10.2(cal/cm3)1/2)、2−ピロリジノン(245℃、13.9(cal/cm3)1/2)、ジエチレングリコール(245℃、12.1(cal/cm3)1/2)、エチレンカーボネート(244℃、14.7(cal/cm3)1/2)、プロピレンカーボネート(240℃、13.3(cal/cm3)1/2)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(226℃、12.0(cal/cm3)1/2)、フォルムアミド(210℃、19.2(cal/cm3)1/2)、1,3−ブタンジオール(208℃、13.8(cal/cm3)1/2)ベンジルアルコール(205℃、12.1(cal/cm3)1/2)、γ−ブチロラクトン(205℃、12.6(cal/cm3)1/2)、N−メチルピロリドン(204℃、11.3(cal/cm3)1/2)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(202℃、10.8(cal/cm3)1/2)、エチレングリコールモノフェニルエーテル(245℃、11.3(cal/cm3)1/2)、グリセリン(290℃、14.6(cal/cm3)1/2)が挙げられる。さらに好ましい溶剤としては、基板印刷塗布性の観点から、例えば、N−メチルピロリドン、下記一般式(α)で表される尿素系有機基を含有する化合物、
【0059】
【化6】

【0060】
(R、Rはそれぞれ、水素原子または、炭素数1から10のアルキル基、−COR基を表し、Rは炭素数1から10までのアルキル基、置換アルキル基を示す)などのアミド系極性溶剤、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系極性溶剤、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン系溶剤などが挙げられる。
【0061】
これらのうち、連続印刷を行う観点から、沸点が大気圧下200℃以上が好ましく、焼成装置設備コストの観点から、250℃以下が好ましい。具体的には、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、N−シクロヘキシルピロリドン、上記一般式(α)の1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンがあげられる。これらのうち、保存判定性の観点から、特に好ましくは、上記一般式(α)で表される尿素系有機基を含有する化合物であり、さらに好ましくは、立体的嵩高さにより保存安定性がさらに向上することから、環状構造を有する1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンである。単一溶剤系でも2種以上の溶剤を組み合わせてもよい。本発明の(b)の溶剤は、40wt%〜85wt%含有することが好ましい。
【0062】
また、本発明の非感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限り、その他の溶剤を含有してもよい。その他の溶剤としては、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−1−ブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシ−1−ブチルアセテート、アセト酢酸エチル、炭酸プロピレンなどのエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンなどのケトン系溶剤、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル系溶剤、トルエン、キシレン、安息香酸エチル、ナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンなどの芳香族系溶剤などが挙げられる。単一溶剤系でも2種以上の溶剤を組み合わせるでもよい。
【0063】
本発明の非感光性樹脂組成物は、さらに(c)金属化合物粒子を含有することが好ましい。(c)金属化合物粒子を含有することによって屈折率を所望の範囲に調整することができる。また、硬化膜の硬度、耐擦傷性、耐クラック性をより向上させることができる。(c)金属化合物粒子の数平均粒子径は1nm〜200nmが好ましい。透過率の高い硬化膜を得るためには、数平均粒子径1nm〜70nmであることがより好ましい。ここで、金属化合物粒子の数平均粒子径は、ガス吸着法や動的光散乱法、X線小角散乱法、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡により測定することができる。
【0064】
(c)金属化合物粒子の例としては、シリコン化合物粒子、アルミニウム化合物粒子、スズ化合物粒子、チタン化合物粒子、ジルコニウム化合物粒子、バリウム化合物粒子などが挙げられ、用途により適当なものを選ぶことができる。例えば、高屈折率の硬化膜を得るには酸化チタン粒子などのチタン化合物粒子や、酸化ジルコニウム粒子などのジルコニウム化合物粒子が好ましく用いられる。また、低屈折率の硬化膜を得るには、中空シリカ粒子などを含有することが好ましい。
【0065】
市販されている金属化合物粒子の例としては、酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子の“オプトレイク(登録商標)”TR−502、“オプトレイク”TR−503、“オプトレイク”TR−504、 “オプトレイク”TR−513、 “オプトレイク”TR−520、 “オプトレイク”TR−527、 “オプトレイク”TR−528、“オプトレイク”TR−529、酸化チタン粒子である“オプトレイク”TR−505(以上、商品名、触媒化成工業(株)製)、酸化ジルコニウム粒子((株)高純度化学研究所製)酸化ジルコニウム粒子である“オプトレイク”TR−554(日揮触媒化成工業(株)製)、OZ−S30K(日産化学工業(株)製)、酸化スズ−酸化ジルコニウム複合粒子(触媒化成工業(株)製)、酸化スズ粒子((株)高純度化学研究所製)などが挙げられる。
【0066】
また、シリカ粒子として、数平均粒子径12nmのIPA−ST、MIBK−ST、数平均粒子径45nmのIPA−ST−L、数平均粒子径100nmのIPA−ST−ZL、数平均粒子径15nmのPGM−ST(以上、商品名、日産化学工業(株)製)、数平均粒子径12nmの“オスカル(登録商標)”101、数平均粒子径60nmの“オスカル”105、数平均粒子径120nmの“オスカル”106、数平均粒子径5〜80nmの“カタロイド(登録商標)”−S(以上、商品名、触媒化成工業(株)製)、数平均粒子径16nmの“クォートロン(登録商標)”PL−2L−PGME、数平均粒子径17nmの“クォートロン”PL−2L−BL、“クォートロン”PL−2L−DAA、数平均粒子径18〜20nmの“クォートロン”PL−2L、GP−2L(以上、商品名、扶桑化学工業(株)製)、数平均粒子径100nmのシリカ(SIO)SG−SO100(商品名、共立マテリアル(株)製)、数平均粒子径5〜50nmの“レオロシール(登録商標)”(商品名、(株)トクヤマ製)などが挙げられる。また、数平均粒子径60nmの中空シリカ粒子である“スルーリア”4110が挙げられる。
【0067】
金属化合物粒子の含有量は、膜としての下地基板接着性の観点から、シロキサン樹脂組成物の固形分中1〜70重量%程度とするのが特に好ましい。
【0068】
次に、(a)のカルボキシル基含有ポリシロキサンが、(c)数平均粒子径は1nm〜200nmの金属化合物粒子の存在下、(a)のポリシロキサンを構成するオルガノシランを加水分解し、部分縮合させることによって合成される (a’)金属化合物粒子含有ポリシロキサンについて説明する。
【0069】
(a’)金属化合物粒子含有ポリシロキサンを用いることにより、分散安定性に非常に優れたポジ型感光性樹脂組成物を得ることができる。これは、マトリックスのポリシロキサンと金属化合物粒子が結合しているためと考えられる。この結合した状態は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡で金属化合物粒子とポリシロキサンとの境界部分を観察することによって知ることができる。両者が結合している場合には両者界面が不明瞭である。
【0070】
なお、(a’)金属化合物粒子含有ポリシロキサンにおいての金属化合物粒子の含有量は、膜としての下地基板接着性の観点からシロキサン樹脂組成物の固形分中1〜70重量%程度とするのが特に好ましい。
【0071】
本発明における(a’)金属化合物粒子ポリシロキサンは、前記金属化合物粒子の存在下、前記オルガノシランを加水分解し、部分縮合させることにより合成される。加水分解や部分縮合における好ましい反応条件は、(a)成分のポリシロキサンの場合と同じである。
【0072】
さらに、本発明の非感光性樹脂組成物は必要に応じて、シランカップリング剤、架橋剤、架橋促進剤、増感剤、熱ラジカル発生剤、溶解促進剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、消泡剤などの添加剤を含有することもできる。
【0073】
シランカップリング剤の具体例としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、N−t−ブチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピル)コハク酸イミド、トリス-(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートなどが挙げられる。
【0074】
中でも、基板密着性や組成物の保存安定性の点から2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、N−t−ブチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピル)コハク酸イミド、トリス-(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートが好ましく使用される。
【0075】
シランカップリング剤の添加量に特に制限は無いが、好ましくはポリマー100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲である。添加量が0.1質量部より少ないと密着性向上の効果が十分ではなく、10質量部より多いと保管中にシランカップリング剤同士が縮合反応し、ゲル化の原因となる。
【0076】
本発明の非感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含有しても良い。界面活性剤を含有することで、塗布ムラが改善し均一な塗布膜が得られる。フッ素系界面活性剤や、シリコーン系界面活性剤が好ましく用いられる。
【0077】
フッ素系界面活性剤の具体的な例としては、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N′−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。また、市販品としては、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、同F475(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)、フロラードFC−430、同FC−431(住友スリーエム(株)製))、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、BM−1000、BM−1100(裕商(株)製)、NBX−15、FTX−218、DFX−218((株)ネオス製)などのフッ素系界面活性剤がある。
【0078】
シリコーン系界面活性剤の市販品としては、SH28PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA(いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、BYK−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)などが挙げられる。
界面活性剤の含有量は、非感光性樹脂組成物中、0.0001〜1質量%とするのが一般的である。
【0079】
本発明の非感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の形成方法について説明する。本発明の非感光性樹脂組成物をグラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法、3D mIcro-deposItIon system等などの公知の印刷方法によって下地基板上に印刷塗布し、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置でプリベークする。プリベークは、50〜150℃の範囲で30秒〜30分間行い、プリベーク後の膜厚は、0.1〜10μmとするのが好ましい。プリベーク後、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置で150〜400℃の範囲で1時間程度キュアすることで、タッチパネルの透明電極間の絶縁膜や保護膜といった硬化膜が形成される。
【0080】
この下地基板には透明電極配線が形成される。この透明電極配線として、酸化スズ・酸化アンチモン系材料(ATO)や酸化インジウム・酸化スズ系材料(ITO)などが知られている。中でもITO(IndIum TIn OxIde)膜は、導電性及び透過率が高い膜として最も広く使用されている。
【0081】
本発明の非感光性樹脂組成物を用いて作製した硬化膜は、波長400nmにおける膜厚2μmあたりの光透過率が90%以上であり、さらに好ましくは92%以上である。光透過率が90%より低いと、タッチパネル用絶縁膜として用いた場合、バックライトが通過する際に色変化が起こり、白色表示が黄色味を帯びる。
【0082】
前記の波長400nmにおける膜厚2μmあたりの透過率は、以下の方法により求められる。組成物をテンパックスガラス板にフレキソ印刷法を用いて印刷塗布し、ホットプレートを用いて100℃で1〜2分間プリベークする。その後、オーブンを用いて空気中230℃で1時間熱硬化して膜厚2μmの硬化膜を作製する。得られた硬化膜の紫外可視吸収スペクトルを(株)島津製作所製MultISpec−1500を用いて測定し、波長400nmでの透過率を求める。
【0083】
この硬化膜はタッチパネルの透明電極間の絶縁膜や保護膜、表示素子におけるTFT用平坦化膜等に好適に使用される。
【0084】
本発明における素子は、上述のような高耐熱性、高透明性の硬化膜を有する表示素子、半導体素子、あるいは光導波路材を指し、特に、タッチパネルの透明電極間の絶縁膜や保護膜、TFT用平坦化膜として有する液晶、ならびに有機EL表示素子に好適である。
【実施例】
【0085】
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。なお、用いた化合物のうち、略語を使用しているものについて、以下に示す。
【0086】
GBL:γ−ブチロラクトン(205℃、12.6(cal/cm3)1/2
NMP:N−メチルピロリドン(204℃、11.3(cal/cm3)1/2
DMI:1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(226℃、12.0(cal/cm3)1/2
DMSO:ジメチルスルホキシド(189℃、14.5(cal/cm3)1/2
DEE:ジエチレングリコールモノエチルエーテル(202℃、10.8(cal/cm3)1/2
DMF:N、N−ジメチルホルムアミド(153℃、11.3(cal/cm3)1/2
DPNB:ジプロピレングリコールモノブチルエーテル(229℃、9.4(cal/cm3)1/2
PG;プロピレングリコール(187℃、12.6(cal/cm3)1/2
PGMEA;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(146℃、9.3(cal/cm3)1/2)。
【0087】
実施例1
500mLの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを54.48g(0.40mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を25.41g(0.10mol)、GBLを74.68g仕込み、室温で攪拌しながら水54.06gにリン酸0.349gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて130℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから3時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計112.5g留出した。得られたポリシロキサンのGBL溶液に、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにGBLを加えてポリシロキサン溶液(a1)を得た。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は6000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。ポリシロキサンの重量平均分子量はGPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィー)(展開溶剤:テトラヒドロフラン、展開速度:0.4ml/分)を用いてポリスチレン換算で測定した。カルボキシル基の含有率はポリシロキサンの29Si−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのカルボキシル基が結合したSIのピーク面積とカルボキシル基が結合していないSiのピーク面積の比から測定した。
【0088】
ポリシロキサン溶液(a1)を、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A1を調製した。組成物A1を、セン特殊光源(株)製卓上光表面処理装置PL16(光源:高出力低圧水銀ランプ SUV110GS-36)で10分間照射し処理して、表面UV/オゾン洗浄したITO透明電極膜形成ガラス基板(商品名;ITO100Ω/□品、三容真空工業(株)社製)および、セン特殊光源(株)製卓上光表面処理装置PL16(光源:高出力低圧水銀ランプ SUV110GS-36)で10分間照射し処理して、表面UV/オゾン洗浄したOA−10ガラス板(日本電気硝子(株)製)にスピンコーター(ミカサ(株)製1H−360S)を用いて任意の回転数でスピンコートした後、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて100℃で2分間プリベークし、次いでオーブン(タバイエスペック(株)製IHPS−222)を用いて空気中230℃で1時間キュアして硬化膜を作製した。また、印刷特性については、組成物A1を、セン特殊光源(株)製卓上光表面処理装置PL16(光源:高出力低圧水銀ランプ SUV110GS-36)で10分間照射し処理して、表面UV/オゾン洗浄したITO透明電極パターン付きガラス基板上に、スクリーン印刷機MEC−2400(三谷電子工業(株)製)にて幅200μmのラインを、ストライプ状ITO電極と垂直に印刷し、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて100℃で2分間プリベークし、次いでオーブン(タバイエスペック(株)製IHPS−222)を用いて空気中230℃で1時間キュアした硬化膜を作製したものを用いた。
【0089】
なお、評価に用いるITO透明電極パターン付きガラス基板は、以下のように作成した。
ITO透明電極膜形成ガラス基板(商品名;ITO100Ω/□品、三容真空工業(株)社製、ITO膜厚200オングストローム(透過率Y≧88.5%(D65,2°,Ref:AIr)、透過色度b*≦2.0(D65,2°,Ref:AIr)、抵抗値100Ω/□、)、ガラス厚さ約0.7mm)を、120×100mmの大きさに切断した。ITO基板上にポジ型フォトレジスト(東京応化(株)社製、商品名;OFPR−800)を、ITO透明電極膜を形成した基板上に、スピンコーター(ミカサ(株)製、商品名;1H−360S)を用いて任意の回転数でスピンコートした後、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製、商品名;SCW−636)を用いて90℃で2分間プリベークし、膜厚1.35μmのプリベーク膜を作製した。作製したプリベーク膜をパラレルライトマスクアライナー(以下PLAという)(キヤノン(株)製、商品名;PLA−501F)を用いてg線+h線+I線(約350nm〜450nmの波長を持つ光)により、30μmピッチのストライプ状パターン付きマスクを用いてI線露光量で80J/m照射した。その後、自動現像装置(滝沢産業(株)製、商品名;AD−2000)を用いて2.38wt%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液であるELM−D(三菱ガス化学(株)製)で30秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンス、500回転で30秒振り切り乾燥し、フォトレジストをパターニングした。その後、塩酸/硝酸/水=18/5/77(重量比)の王水にて、40℃で2分間浸関させ、ITOの不要部分をエッチングして除去した後、アセトンにてフォトレジストを除去することで、ITO膜をストライプ形状にパターニングした。このストライプ状電極は30μmピッチである。
【0090】
得られた組成物につき、各評価を行った。評価結果を表1に示す。なお、表中の評価は以下の方法で行った。下記の(1)の評価はITO透明電極膜形成ガラス基板(商品名;ITO100Ω/□品、三容真空工業(株)社製)を、(2)、(7)の評価はOA−10ガラス板を、(5)、(6)の評価は、作成したITO透明電極パターン付きガラス基板を用いて行った。
【0091】
(1)密着性
表面UV/オゾン洗浄したITO透明電極膜形成ガラス基板(商品名;ITO100Ω/□品、三容真空工業(株)社製)に、各組成物の硬化膜を形成して、JIS K5600に従いクロスカット試験を行った。剥離面積の割合が、0:0%(剥がれ無し)、1B:0〜5%、2B:5〜15%、3B:15〜35%、4B:35〜65%、5B:65〜100%として判定した。
【0092】
(2)透過率の測定
MultISpec−1500(商品名、(株)島津製作所)を用いて、まずOA−10ガラス板のみを測定し、その紫外可視吸収スペクトルをリファレンスとした。次に表面UV/オゾン洗浄したOA−10ガラス板上に組成物の硬化膜を形成し、このサンプルをシングルビームで測定し、2μmあたりの波長400nmでの光透過率を求め、リファレンスとの差異を硬化膜の光透過率とした。なお、膜厚は、硬化膜の一部を切り欠け、表面粗さ形状測定機サーフコム1400D(商品名、(株)東京精密製)を用い、膜厚測定を行った。
【0093】
(3)耐薬品性
上記(2)で作成した硬化膜を室温でPGMEA、NMPに1分間浸した。その後硬化膜が白濁や膜減り、膨潤に関し、PGMEAにのみ良好な場合を○、両溶剤に対して良好な場合を◎、両溶剤に対して不良な場合を×として判定した。
【0094】
(4)保存安定性
組成物を8mlサンプル瓶に5ml入れ、開蓋状態で(株)東洋製作所製バキュームオーブン内に静置し、真空ポンプにて室温下で減圧を行った。デジタルマノメーター(柴田科学(株)製DM-1)で4mmHg以下に到達した事を確認後、ポンプを停止し系内を減圧状態を保持した状態で室温で3日放置した。
【0095】
放置前と3日放置後の溶液サンプル粘度をE型粘度計(東機産業(株)製TV-20)にて25℃にて測定した。粘度変化率20%以下の場合を保存安定性良好と判断した。
【0096】
(5)塗布時印刷性の評価
表面UV/オゾン洗浄したITO透明電極パターン付きガラス基板上に、スクリーン印刷機MEC−2400(三谷電子工業(株)製)にて幅200μmのラインをストライプ状ITO電極と垂直に印刷し、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて100℃で2分間プリベークした後のガラスとITO上における線幅の違いを光学顕微鏡にて観察した。線幅の差が25μm以内である場合、塗布時の印刷性を良好とした。
【0097】
(6)キュア膜印刷性の評価
上記(5)の評価に用いたプリベーク膜につき、オーブン(エスペック(株)製IHPS−222)を用いて空気中230℃で1時間キュアして硬化膜を作製し、ガラスとITO上における線幅の違いを光学顕微鏡にて観察した。線幅の差が25μm以内である場合、キュア膜印刷性を良好とした。
【0098】
(7)屈折率の測定
上記(2)の透過率測定に用いたOA−10ガラス板上に作成した組成物の硬化膜について、プリズムカプラー(Metricon(株)製)を用いて、20℃での633nm(He−Neレーザー使用)における膜面に対して垂直方向の屈折率(TM)を測定した。
【0099】
実施例2
GBLの代わりにDMIを用い、内温が100℃に到達後から4時間加熱攪拌し、ポリシロキサン溶液濃度が34重量%となるようにDMIを用いて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a2)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は8000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(a2)に、X−12−965(商品名、信越化学工業(株)製)1重量%を添加し、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A2を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0100】
実施例3
GBLの代わりにNMPを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを40.86(0.30mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を50.82g(0.20mol)にまた、内温が100℃に到達後から2時間加熱攪拌に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が25重量%となるようにNMP/DMI=9/1(重量比)にて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a3)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して40%であった。得られたポリシロキサン溶液(a3)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A3を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0101】
実施例4
GBLの代わりにDEEを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを47.67(0.35mol)、フェニルトリメトキシシランを78.81g(0.40mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を88.94g(0.35mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が15重量%となるようにDEEにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a4)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は15000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して70%であった。得られたポリシロキサン溶液(a4)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A4を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0102】
実施例5
GBLの代わりにPGを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを61.29g(0.45mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を12.71g(0.05mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が55重量%となるようにPGにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a5)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して10%であった。得られたポリシロキサン溶液(a5)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A5を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0103】
実施例6
GBLの代わりにDMSOを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを47.67(0.35mol)、フェニルトリメトキシシランを78.81g(0.40mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を88.94g(0.35mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が45重量%となるようにDMSOにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a6)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は15000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して70%であった。得られたポリシロキサン溶液(a6)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A6を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0104】
実施例7
GBLの代わりにDMIを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを61.29g(0.45mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を12.71g(0.05mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDMIにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a7)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して10%であった。得られたポリシロキサン溶液(a7)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A7を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0105】
実施例8
500mLの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを54.48(0.40mol)、フェニルトリメトキシシランを39.40g(0.20mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を50.82g(0.20mol)、3-アクリロイルオキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン46.86g(0.20mol)、DMIを74.68g仕込み、室温で攪拌しながら水54.06gにリン酸0.349gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて100℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が90℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は90〜95℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計112.5g留出した。得られたポリシロキサンのDMI溶液に、ポリシロキサン溶液濃度が25重量%となるようにDMIを加えてポリシロキサン溶液(a8)を得た。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は12000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して40%であった。得られたポリシロキサン溶液(a8)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A8を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0106】
実施例9
DMIの代わりにDMSOを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを47.67(0.35mol)、フェニルトリメトキシシランを39.40g(0.20mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を25.41g(0.10mol)3-アクリロイルオキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン82.01g(0.35mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が15重量%となるようにDMSOにて調整した以外は実施例8と同様の方法でポリシロキサン溶液(a9)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は20000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(a9)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A9を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0107】
実施例10
DMIの代わりにNMPを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを47.67(0.35mol)、フェニルトリメトキシシランを39.40g(0.20mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を25.41g(0.10mol)3-アクリロイルオキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン82.01g(0.35mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が40重量%となるようにNMPにて調整した以外は実施例8と同様の方法でポリシロキサン溶液(a10)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(a10)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A10を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0108】
実施例11
DMIの代わりにGBLを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを47.67(0.35mol)、フェニルトリメトキシシランを39.40g(0.20mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を25.41g(0.10mol)3-アクリロイルオキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン82.01g(0.35mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにGBL/PGMEA=9.5/0.5(重量比)にて調整した以外は実施例8と同様の方法でポリシロキサン溶液(a11)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(a11)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A11を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0109】
実施例12
300mlのナスフラスコにP−アミノ安息香酸を23.23g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を209.05g仕込み、室温にて30分間攪拌させP−アミノ安息香酸を溶解させた。得られた溶液に、イソシアネートプロピルトリエトキシシランを46.53g、ジラウリン酸ジブチルスズを1.19g仕込み、70℃のオイルバスで1時間攪拌した。その後室温まで放冷し、析出した固体をガラスフィルターにて濾取、乾燥させ、カルボキシル基含有シラン化合物(A)を得た。収量は46.7gだった。
【0110】
500mLの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを54.48g(0.40mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、カルボキシル基含有シラン化合物(A)を38.42g(0.1mol)、DMIを74.68g仕込み、室温で攪拌しながら水54.06gにリン酸0.349gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて130℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから3時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計112.5g留出した。得られたポリシロキサンのDMI溶液に、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDMIを加えてポリシロキサン溶液(a12)を得た。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は8000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して10%であった。ポリシロキサンの重量平均分子量はGPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィー)(展開溶剤:テトラヒドロフラン、展開速度:0.4ml/分)を用いてポリスチレン換算で測定した。カルボキシル基の含有率はポリシロキサンの29SI−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのカルボキシル基が結合したSIのピーク面積とカルボキシル基が結合していないSIのピーク面積の比から測定した。
【0111】
ポリシロキサン溶液(a12)を、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A12を調製した。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0112】
実施例13
300mlのナスフラスコにP−ヒドロキシ安息香酸を23.39g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を210.5g仕込み、室温にて30分間攪拌させP−ヒドロキシ安息香酸を溶解させた。得られた溶液に、イソシアネートプロピルトリエトキシシランを46.53g、ジラウリン酸ジブチルスズを1.19g仕込み、40℃のオイルバスで3時間攪拌した。その後室温まで放冷し、析出した固体をガラスフィルターにて濾取、乾燥させ、カルボキシル基含有シラン化合物(B)を得た。収量は42.4gだった。
【0113】
500mLの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを40.86g(0.30mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、カルボキシル基含有シラン化合物(B)を77.04g(0.2mol)、NMPを74.68g仕込み、室温で攪拌しながら水54.06gにリン酸0.349gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて130℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから3時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計112.5g留出した。得られたポリシロキサンのNMP溶液に、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにNMPを加えてポリシロキサン溶液(a13)を得た。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。ポリシロキサンの重量平均分子量はGPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィー)(展開溶剤:テトラヒドロフラン、展開速度:0.4ml/分)を用いてポリスチレン換算で測定した。カルボキシル基の含有率はポリシロキサンの29SI−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのカルボキシル基が結合したSIのピーク面積とカルボキシル基が結合していないSIのピーク面積の比から測定した。
【0114】
ポリシロキサン溶液(a13)を、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A13を調製した。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0115】
実施例14
GBLの代わりにDMIを用い、内温が100℃に到達後から1時間加熱攪拌し、ポリシロキサン溶液濃度が35重量%となるようにDMIを用いて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(a14)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は3000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(a14)を、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A14を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0116】
実施例15
シラン化合物をメチルトリメトキシシランを54.48g(0.40mol)、フェニルトリメトキシシランを108.36g(0.55mol)、カルボキシル基含有シラン化合物(A)を19.21g(0.05mol)に変更し、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDMIにて調整した以外は実施例12と同様の方法でポリシロキサン溶液(a15)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は8000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して5%であった。得られたポリシロキサン溶液(a15)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A15を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0117】
実施例16
実施例1のポリシロキサン溶液(a)を、ポリシロキサン溶液濃度が10重量%となるようにGBLにて調整し、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A16を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0118】
実施例17
DMIの代わりにNMPを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを47.67(0.35mol)、フェニルトリメトキシシランを39.40g(0.20mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を25.41g(0.10mol)3-アクリロイルオキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン82.01g(0.35mol)に変更、および、ポリシロキサン溶液濃度が60重量%となるようにNMPにて調整した以外は実施例8と同様の方法でポリシロキサン溶液(a17)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は4000であり、カルボキシル基の含有量はSI原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(a17)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A17を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0119】
実施例18
実施例1の固形分濃度30重量%のポリシロキサン溶液(a1)10gに、粒子径5nmの酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子の”オプトレイク“TR−502(商品名、日揮触媒化成工業(株)社製、ガンマブチロラクトン溶液、固形分濃度=20%)22.5gを添加し、ポリシロキサン溶液濃度が23重量%となるように調整、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A18を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0120】
実施例19
実施例2の固形分濃度34重量%のポリシロキサン溶液(a2)10gに、粒子径20nmの 酸化ジルコニウム粒子“オプトレイク”TR−554”(商品名、日揮触媒化成工業(株)社製)のDMI置換品(DMI溶液、固形分濃度=34%)10gを添加し、ポリシロキサン溶液濃度が34重量%となるように調整、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A19を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0121】
実施例20
実施例1の固形分濃度30重量%のポリシロキサン溶液(a1)7gに、粒子径60nmの中空シリカ粒子である“スルーリア”4110(商品名、日揮触媒化成工業(株)社製)のガンマブチルラクトン置換品(ガンマブチルラクトン溶液、固形分濃度=30%)3gを添加し、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるように調整、0.45μmのフィルターで濾過して組成物A20を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0122】
実施例21
500mLの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを54.48g(0.40mol)、フェニルトリメトキシシランを98.51g(0.50mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を25.41g(0.10mol)、粒子径5nmの酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子の”オプトレイク“TR−502(商品名、日揮触媒化成工業(株)社製、ガンマブチロラクトン溶液、固形分濃度=20%)822gを仕込み、室温で攪拌しながら水54.06gにリン酸0.349gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて130℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから3時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計112.5g留出した。得られたポリシロキサンのGBL溶液に、ポリシロキサン溶液濃度が23重量%となるようにGBLを加えてポリシロキサン溶液(a21)を得た。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)、カルボキシル基の含有量は、粒子が存在するため測定不能であった。
【0123】
得られたポリシロキサン溶液(a21)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物A21を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0124】
比較例1
GBLの代わりにDMIを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを74.91g(0.65mol)、フェニルトリメトキシシランを69.41g(0.35mol)に変更し、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDMIにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(b1)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は8000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して0%であった。得られたポリシロキサン溶液(b1)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物B1を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0125】
比較例2
GBLの代わりにDMFを用い、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDMFにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(b2)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は6000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(b2)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物B2を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0126】
比較例3
GBLの代わりにDPNBを用い、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDPNBにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(b3)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は6000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して20%であった。得られたポリシロキサン溶液(b3)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物B3を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した。
【0127】
比較例4
GBLの代わりにDMSOを用い、シラン化合物をメチルトリメトキシシランを27.27(0.20mol)、フェニルトリメトキシシランを78.80g(0.40mol)、3-トリメトキシシリルフ゜ロヒ゜ルコハク酸無水物を101.61g(0.40mol)に変更し、ポリシロキサン溶液濃度が30重量%となるようにDMSOにて調整した以外は実施例1と同様の方法でポリシロキサン溶液(b4)を合成した。得られたポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は15000であり、カルボキシル基の含有量はSi原子に対して80%であった。得られたポリシロキサン溶液(b4)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物B4を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した
比較例5
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5g、GBL200gを500mLの三口フラスコに仕込んだ。引き続きスチレン25g、メタクリル酸20g、メタクリル酸グリシジル45g、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート10gを仕込み、室温でしばらく攪拌した後、フラスコ内を窒素置換した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて、5時間加熱攪拌した。得られたアクリル樹脂のGBL溶液に、アクリル樹脂濃度が30重量%となるようにさらにGBLを加えて、アクリル樹脂溶液(I)を得た。なお、得られたアクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は15000であった。得られたアクリル樹脂溶液(I)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物B5を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した
比較例6
冷却管と撹拌装置を装着した2Lのセパラブルフラスコに、m−クレゾール172.8g(1.6mol)、2.3−ジメチルフェノール36.6g(0.3モル)、3.4−ジメチルフェノール12.2g(0.1mol)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液12.6g(ホルムアルデヒド:1.5mol)、シュウ酸2水和物12.6g(0.1mol)及びメチルイソブチルケトン554gを加え、30分撹拌した後、1時間静置した。2層に分離した上層をデカンテーションによって除去し、GBLを加え、残存メチルイソブチルケトン、水を減圧濃縮によって除去し、ノボラック樹脂のGBL溶液を得た。得られたノボラック樹脂のGBL溶液に、ノボラック樹脂濃度が30重量%となるようにGBLを加えて、ノボラック樹脂のGBL溶液(II)を得た。得られたノボラック樹脂溶液(II)を0.45μmのフィルターで濾過して組成物B6を得た。得られた組成物につき、実施例1と同様にして評価を行った。各評価結果については表1に示した
(7)タッチパネル素子作成方法
タッチパネル素子作成方法について一例を説明する。
【0128】
透明電極には一般に使用されるインジウム錫酸化物(ITO)、錫アンチモン酸等の金属酸化物、または金、銀、銅、アルミニウム等の金属の薄膜を使用した。これらの透明導電極は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着等の物理的方法や化学的気相成長法など従来より行われている方法によって形成される。
【0129】
今回は、表面UV/オゾン洗浄したITO透明電極膜形成ガラス基板(商品名;ITO100Ω/□品、三容真空工業(株)社製)を用い、その上にポジレジスト材料により菱形のパターンを形成し、膜厚200オングストロームの透明電極を有するガラス基板を作製した。
基板を表面UV/オゾン洗浄後、後から形成する透明電極と交差する部位にスクリーン印刷方式により、組成物A1を塗布しオーブンで230℃1h加熱して絶縁膜を作成した。
【0130】
その上に同様にITOを蒸着・パターン形成を行って透明電極を作成し、基板を表面UV/オゾン洗浄後、透明保護膜としてアクリル樹脂をスピンコーティングにより全面塗布してタッチパネル素子を作成した。各透明電極を構成する電極群の端部はそれぞれ抵抗体に接続した。
【0131】
透明保護膜はアクリル樹脂以外にも、例えばポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、フッ素含有樹脂などの熱可塑性樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミドなどの熱硬化性樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂、エポキシ系紫外線硬化型樹脂、ウレタン系紫外線硬化型樹脂、ポリエステル系紫外線硬化型樹脂、シリコーン系紫外線硬化型樹脂などの光重合性樹脂、シリコンなどの無機材料などが挙げられ、特に限定されない。
【0132】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0133】
本発明の絶縁性樹脂組成物は、タッチパネルの透明電極間の絶縁膜や保護膜、液晶表示素子や有機EL表示素子などの薄膜トランジスタ(TFT)基板用平坦化膜を形成するために利用できる。
【符号の説明】
【0134】
1:ガラス基板
2:透明電極(下ITO)
3:透明絶縁膜
4:透明電極(上ITO)
5:透明保護膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)カルボキシル基含有ポリシロキサン、(b)沸点が大気圧下180℃以上で、かつ溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤を含有することを特徴とする非感光性樹脂組成物。
【請求項2】
(a)のカルボキシル基含有ポリシロキサンの重量平均分子量が4000〜15000、かつ含有カルボキシル基が、Si原子1モルに対して0.1〜0.7モルであることを特徴とする請求項1に記載の非感光性樹脂組成物。
【請求項3】
全樹脂組成物中、(a)カルボキシル基含有ポリシロキサンを15wt%〜55wt%、(b)沸点が大気圧下180℃以上で、かつ溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤を40wt%〜85wt%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の非感光性樹脂組成物。
【請求項4】
(b)沸点が大気圧下180℃以上で、かつ溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤の沸点が大気圧下200℃以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物。
【請求項5】
(b)沸点が大気圧下180℃以上で、かつ溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤が、一般式(α)で表される尿素系有機基を含有する化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物。
【化1】

(R、Rはそれぞれ、水素原子、炭素数1から10のアルキル基、または(−COR)基を表し、Rは炭素数1から10までのアルキル基、置換アルキル基を示す)
【請求項6】
(b)沸点が大気圧下180℃以上で、かつ溶解度パラメータ(SP値)10(cal/cm1/2以上の溶剤が環状構造を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物。
【請求項7】
さらに、(c)数平均粒子径は1nm〜200nmの金属化合物粒子を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物。
【請求項8】
(a)のカルボキシル基含有ポリシロキサンが、(c)数平均粒子径は1nm〜200nmの金属化合物粒子の存在下、(a)のポリシロキサンを構成するオルガノシランを加水分解し、部分縮合させることによって合成される金属化合物粒子含有ポリシロキサンであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物を硬化して成る硬化膜。
【請求項10】
請求項9に記載の硬化膜を具備する素子。
【請求項11】
透明電極配線間に請求項1〜8のいずれかに記載の非感光性樹脂組成物を印刷・硬化してなる硬化膜を具備するタッチパネル用素子。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−158743(P2012−158743A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−2763(P2012−2763)
【出願日】平成24年1月11日(2012.1.11)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】